KR100994747B1 - 습윤성이 향상된 하이드로젤 콘택트렌즈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 습윤성이 향상된 하이드로젤 콘택트렌즈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 아크릴 단량체와 올리고당을 주성분으로 포함하고, 필요에 따라 실리콘 화합물을 추가로 포함하는 콘택트렌즈용 조성물을 가교중합하여 제조한 IPN(Interpenetrating Polymer Network) 내부구조를 가지는 복합막으로, 올리고당의 함유로 인하여 콘택트렌즈의 인장강도 및 습윤성이 극대화되어 장기간 연속 착용하더라도 착용감이 우수할 뿐만 아니라 세척액, 보존액, 단백질제거액 등의 관리용액에 담가서 장기간 보관하더라도 습윤성이 지속되는 새로운 개념의 하이드로젤 콘택트렌즈에 관한 것이다.
Figure R1020080138043
하이드로젤 콘택트렌즈, 습윤성, 함수율, 가교제

Description

습윤성이 향상된 하이드로젤 콘택트렌즈{Hydrogel contact lenses having improved wettability}
본 발명은 습윤성이 향상된 하이드로젤 콘택트렌즈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 아크릴 단량체와 올리고당을 주성분으로 포함하고, 필요에 따라 실리콘 화합물을 추가로 포함하는 콘택트렌즈용 조성물을 가교중합하여 제조한 IPN(Interpenetrating Polymer Network) 내부구조를 가지는 복합막으로, 올리고당의 함유로 인하여 콘택트렌즈의 인장강도 및 습윤성이 극대화되어 장기간 연속 착용하더라도 착용감이 우수할 뿐만 아니라 세척액, 보존액, 단백질제거액 등의 관리용액에 담가서 장기간 보관하더라도 습윤성이 지속되는 새로운 개념의 하이드로젤 콘택트렌즈에 관한 것이다.
산업화 시대를 넘어 디지털, 정보화 시대로 정의되는 21세기는 독서와 컴퓨터를 사용한 근거리 작업의 증가로 눈의 건강이 위협받고 있다. 콘택트렌즈의 원료로 가장 흔하게 사용하는 하이드로겔 물질들은, 가교제에 의해 단량체들이 일 정 간격으로 연결되어 체인형태로 결합되어 네트워크를 형성하고 있는 고분자 물질이다. 콘택트렌즈 재료로 사용된 최초의 하이드로젤 물질은 폴리(2-하이드록시에틸메타크릴레이트 (polyHEMA, 통상 HEMA로 불리기도 함)로서, 1960년대에 비흐테를레 (Wichterle)에 의해 처음 개발되었다. polyHEMA는 하이드록시에틸메타크릴레이트 단량체가 가교제(EGDMA)에 의하여 가장 단순한 방법으로 결합된 단일중합체(homopolymer)이다. PolyHEMA는 매우 유연한 구조를 갖으며, pH와 온도 변화에 비교적 안정할 뿐만 아니라 콘택트렌즈로 쉽게 만들어지고 생산도 용이하여 콘택트렌즈용 재료로 가장 일반적으로 사용되고 있다. 그러나, PolyHEMA는 습윤성(wettability)이 저조하여, 장기간 렌즈를 연속착용 시 각막부종, 충혈, 통증 등의 불편함이 있다. 따라서, PolyHEMA의 습윤성을 개선시키는 신기술을 이용한 신제품 개발이 요구된다. PolyHEMA 이외에도 실리콘-고무 소재의 렌즈들이 수년 동안 치료용과 소아용으로 사용되고 있다. 실리콘-고무 렌즈는 습윤성과 내구성이 우수한 것으로 알려져 있으나, 임상적으로 수많은 한계점을 가지고 있다. 예를 들면, 누액이 렌즈물질을 통해 흐를 수 없어서 눈 표면에 자주 렌즈가 달라붙고 렌즈 표면이 극도로 소수성이여서 눈에 띄는 지질 침착이 일어난다. 실리콘-고무 렌즈의 단점을 보완할 수 있는 실리콘과 하이드로젤 단량체를 배합한 실리콘 하이드로젤 재료가 개발되었는데, 실리콘 성분은 매우 높은 산소 투과성을 제공하고, 하이드로젤 성분은 유연성, 가용성과 누액 운반성을 촉진시켜 렌즈 움직임을 도와준다. 그러나, 실리콘 하이드로젤 재료는 이질적인 특성을 갖는 실리콘과 하이드로젤 단량체의 조합으로 이루어진 것으로, 렌즈의 선명도를 유지하기 위한 단량체간의 적절한 배합 기술이 요구된다. 현재 상용화되어 있는 대표적인 실리콘 하이드로젤 렌즈로는 시바 비젼(CIBA Vision's)사의 Focus Night & Day 제품, 바슈룸(Bausch & Lomb's)사의 PureVision의 제품, 비스타콘(Vistakon's)사의 Acuvue Advance 제품 등이 있다. 상기 Night & Day 제품과 Purevision 제품이 밤샘착용(overnight use) 가능한 렌즈로 승인되어 있고, Acuvue Advance 제품은 오직 매일 착용으로만 승인되어 있다.
현재까지 상용화되어 있는 실리콘 하이드로겔 렌즈는 습윤성 면에서 여전히 개선의 여지가 있는 것으로 지적되어 왔고, 대부분이 렌즈의 표면개질을 통해 습윤성을 개선하고자 하는 노력이 있었다. 이례적으로 국제특허공개 WO 06/039466호에서는 내부습윤제로서 폴리아마이드계, 폴리락톤계, 폴리이미드계, 폴리락탐계 등의 다양한 친수성 고분자를 사용하여 실리콘 하이드로겔 렌즈를 제조하는 방법이 공지되어 있다. 그러나, 임상적인 부분에서의 습윤효과가 전혀 제시되어 있지 않으며, 내부습윤제가 수 % 내지 수십 %의 함량으로 첨가됨으로써 콘택트렌즈에서 요구되는 고유 물성이 떨어진다는 또다른 문제가 있는 것으로 지적되고 있다. 또한, 실리콘 하이드로젤 콘택트렌즈의 함수율을 유지할 수 있는 렌즈 관리용액을 개발하고자 하는 노력이 있었다. 국제특허공개 WO 06/009101호에서는 수분의 증발을 막기 위해서 폴리비닐알콜(PVA), 셀룰로오즈, 스쿠알렌을 주성분으로 하는 용액을 제조하는 기술이 공지되어 있으나, 콘택트렌즈 표면에 존재하는 친수성기에 따라 효과가 변하게 되므로 큰 효과를 발휘하지 못하고 있다. Journal of Korean Oph. Opt. Soc. 11, 27(2006)에서는 렌즈의 습윤성을 유지하는 방법으로 콘 택트렌즈 관리용액을 제조, 기존 상용 관리용액과 접촉각을 비교했는데, 렌즈의 재질과 용액의 종류에 따라 습윤성에 차이가 있었다. 미국등록특허 제4,820,352호에서는 콘택트렌즈의 습윤성을 보충하게 할 수 있는 보존제로서 계면활성제, 소르빈산 등이 함유된 용액 조성물이 공지되어 있으나, 렌즈 표면에 부착되어 렌즈 착용자의 눈을 자극할 뿐만 아니라 렌즈의 수명을 단축시키는 문제점이 대두된 바 있다. 그밖에도 대한민국 공개특허 제2001-007722호에서는 단백질 제거제 겸 세척액 및 보존액으로 분자량 5,000 이상의 다당류와 비이온성 계면활성제 및 콜라겐 유도체 등을 주성분으로 포함하는 다목적 관리 용액 조성물이 공지되어 있으나, 조성성분에 의해 표면에 습윤성을 증가시키는 것은 한계가 있으며, 순간적인 효과만을 얻고 있다.
본 발명은 일반적인 콘택트렌즈에서 지적되어 온 여러 문제점을 한꺼번에 해결할 수 있는 새로운 개념의 렌즈를 개발하고자 하는 노력의 결과로 얻어진 것이다. 즉, 콘택트렌즈의 습윤 특성을 렌즈의 표면개질 또는 렌즈 관리용액에 의해 해결하는 대신에, 본 발명에서는 콘택트렌즈 재료 제조를 위한 중합과정에서 습윤성을 부여하여 높은 수분함유량을 장기간동안 유지하는 새로운 콘택트렌즈 재료를 개발함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명은 콘택트렌즈의 습윤 특성은 물론이고 인장강도 등의 기계적 물성까 지도 향상시키는 새로운 조성의 콘택트렌즈용 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 높은 수분함유량을 장기간 유지하여 안구건조증, 각막부종 등과 같은 안과질환을 예방하는 새로운 개념의 하이드로젤 콘택트렌즈를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 세척액, 보존액, 단백질제거액 등의 관리용액에 장기간 렌즈를 담가 보관하더라도 콘택트렌즈의 습윤성이 그대로 유지되는 새로운 개념의 하이드로젤 콘택트렌즈를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 a)아크릴 단량체 30 ∼ 99.99 중량%; 및 b)올리고당 0.01 ∼ 70 중량%;를 포함하는 콘택트렌즈용 조성물을 그 특징으로 한다.
본 발명은 a)아크릴 단량체 30 ∼ 99.98 중량%; b)올리고당 0.01 ∼ 20 중량%; 및 c)실리콘 화합물 0.01 ∼ 50 중량%;를 포함하는 콘택트렌즈용 조성물을 그 특징으로 한다.
본 발명은 상기에서 정의된 조성물을 가교중합하여 복합막 형태로 제조된 하이드로젤 콘택트렌즈를 그 특징으로 한다.
본 발명은 IPN(Interpenetrating Polymer Network) 내부구조를 갖고 있으며, 인장강도가 3 ∼ 15 kg/cm2이고, 함수율이 30 ∼ 75 %이고, 습윤각이 40 ∼ 150°이 고, 탄성률이 0.3 ∼ 1.6 MPa 인 하이드로젤 콘택트렌즈를 그 특징으로 한다.
본 발명이 특징으로 하는 하이드로젤 콘택트렌즈는 IPN(Interpenetrating Polymer Network) 내부구조를 갖는 복합막으로, 인장강도, 함수율, 습윤각, 탄성률 등 제반 물성이 우수하여, 장기간 연속 착용시에도 착용감이 좋고 안구건조증, 각막부종 등의 안과질환의 유발된 염려가 없는 효과를 얻고 있다.
본 발명이 특징으로 하는 콘택트렌즈는 아크릴 단량체와 함께 올리고당이 필수성분으로 함유된 재료를 가교중합하여 제조됨으로써, 렌즈 세척액, 관리용액 또는 보존액에 의하여 물리적인 변질되지 않는 효과를 얻고 있다.
본 발명이 특징으로 하는 콘택트렌즈용 조성물은 아크릴 단량체와 함께 올리고당을 필수성분으로 포함한다.
올리고당(oligosaccharide)은 안구에 유용한 생체적합성 유기물질로서, 아크릴 단량체와 함께 가교중합되어 IPN(Interpenetrating Polymer Network) 내부구조를 가지는 복합막을 형성하게 된다. IPN 내부구조 내에는 기공이 존재하고, 이 기공을 이송통로로 하여 기체 및 액체가 이송될 수 있다. 복합막의 IPN 내부구조를 이루고 있는 기공의 크기 및 기공 분포도에 따라, 막의 함수율을 비롯하여 콘택트렌즈로서 요구되는 물성에서 큰 차이가 있을 수 있다. 따라서, 본 발명에 서는 IPN 내부구조 물질로 올리고당을 필수성분으로 포함시켜 IPN 내부구조의 기공크기를 조절하였고, 특히 내부구조의 개질을 통해 수분이 쉽게 결합되어 산소함유율을 높여 산소의 원활한 공급으로 안구습도를 조절하는 효과와 렌즈의 인장강도가 현격하게 향상되는 효과를 동시에 얻을 수 있었다.
본 발명이 사용하는 올리고당은 2 내지 1,000개의 단당류, 바람직하기로는 5 내지 500개의 단당류가 글리코시드 결합을 이루고 있는 올리고머이다. 이러한 올리고당은 식물 등에 존재하는 천연 올리고당류이거나, 또는 다당류(polysaccharide)를 부분적으로 분해시켜 제조된 올리고당류일 수 있다. 천연 올리고당은 대부분이 이당류로서 수크로오스, 말토오스(맥아당), 락토오스(젖당) 등이 포함될 수 있고, 당단백질과 당지질도 그 당 성분은 대부분 올리고당류에 포함된다. 또한, 올리고당은 녹말, 셀룰로오즈, 글리코겐, 키틴, 펙틴, 황산콘드로이친, 알긴, 카라기난, 글리코사미노글리칸 등의 다당류(polysaccharide)를 적절한 산 또는 알칼리를 사용하는 가수분해, 또는 오존(O3) 처리 등에 의해 화학적으로 분자구조를 절단하거나, 또는 물리적으로 분자구조를 절단 방법을 통해 점도가 특정 범위로 조절된 올리고머를 제조하여 사용할 수 있다. 이러한 다당류의 분자구조 절단방법은 당 분야에서 공지된 방법으로서, 본 발명은 이의 방법 선택에 특별한 제한을 두지 않는다. 본 발명이 사용하는 올리고당을 구체적으로 예시하면, 수크로오스 올리고당, 말토오스 올리고당, 락토오스 올리고당, 글루코오스 올리고당, 글루코사민 올리고당, N-아세틸글루코사민 올리고당, 글루코피라노시드 올리고당, 글루코사미노글리칸 올리고당(예를 들면, 콘드로이친 또는 이의 염, 더마탄 또는 이의 염, 케라탄 또는 이의 염, 헤파란 또는 이의 염, 히아루로난, 헤파린), 갈락투론산 올리고당, 셀로비오스 올리고당, 알긴 올리고당이 포함될 수 있다.
올리고당은 그 자체로도 충분히 렌즈의 습윤성을 향상시키는 효과를 기대할 수 있지만, 본 발명에서는 렌즈의 습윤성을 보다 극대화하기 위해서 이온교환 등을 통해 친수성 반응기가 치환된 올리고당을 사용할 수 있으며, 친수성기의 치환율은 올리고당 전체 중량을 기준으로 5 ∼ 100 중량%, 바람직하기로는 20 ∼ 100 중량%이다. 올리고당에 이온교환 등을 통해 치환될 수 있는 친수성 반응기로는 예를 들면, 하이드록시기(-OH), 카르복시산기(-COOH), 카르복실레이트기(-COOR, R=C1-6 알킬), 케톤기(-CO-), 알데히드기(-COH), 아미드기(-NHCO-), 알카노에이트기(RCOO-, R=C1-6 알킬), 하이드록시메틸기(-CH2OH) 등 중에서 선택된 친수성기가 치환 또는 비치환될 수 있다.
또한, 올리고당은 단당류 개수에 따라 점도가 달라질 수 있는데, 본 발명에서는 점도가 30 ∼ 20,000 cP 범위, 바람직하기로는 100 ∼ 10,000 cP 범위인 올리고당을 사용한다. 올리고당의 점도가 30 cP 미만으로 낮으면 분자량이 작아지므로 보습 특성이 약해지고, 20,000 cP를 초과하면 모노머 배합시 충분히 배합되지 않으며 기포를 형성하여 품질 저하가 발생할 수 있다. 따라서, 올리고당의 점도 조절은 렌즈의 습윤성을 조절하는 중요 인자가 될 수 있다.
이하에서는 본 발명이 특징으로 하는 콘택트렌즈용 조성물을 구성하는 각 조 성성분과 이 조성물을 이용한 콘택트렌즈의 제조방법에 대해 보다 구체적으로 설명하도록 하겠다.
본 발명의 콘택트렌즈용 조성물은 아크릴 단량체와 올리고당을 필수성분으로 포함한다.
아크릴 단량체는 아크릴산; 메타크릴산; 아크릴아마이드; C1-C15 포화 또는 불포화 알킬 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트; 하이드록시기가 1 내지 3개 치환된 C1-C15 하이드록시알킬 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트; 및 N,N-디(C1-C15 포화 또는 불포화 알킬)아크릴아마이드 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 함께 사용할 수 있다. 보다 구체적으로는, 아크릴산(AA), 메타크릴산(MA), 아크릴아마이드, 라우릴 메타크릴레이트(LMA), 하이드록시에틸메타크릴레이트(HEMA), 글리세롤모노메타크릴레이트(GMMA), 및 N,N-디메틸아크릴아마이드(DMA) 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 함께 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 콘택트렌즈용 조성물은 친수성 목적으로 아크릴 단량체 일부를 N-비닐피롤리돈(NVP) 및 N-메틸피롤리돈(NMP) 중에서 선택된 친수성 단량체로 대체 사용할 수도 있다. 상기한 친수성 단량체는 아크릴 단량체 함량에 대하여 0 ∼ 50 중량%, 바람직하기로는 10 ∼ 30 중량% 범위내에서 대체 사용이 가능하다. 아크릴 단량체를 대체하여 사용하는 친수성 단량체의 함량이 50 중량%를 초과하여 과량으로 사용되면 오히려 인장강도가 약해지는 문제가 있다.
아크릴 단량체와 올리고당이 필수성분으로 포함되는 콘택트렌즈용 조성물에 있어서, 그 조성비는 아크릴 단량체 30 ∼ 99.99 중량%와 올리고당 0.01 ∼ 70 중량% 범위로 포함될 수 있다. 바람직하기로는 아크릴 단량체 40 ∼ 99.99 중량%와 올리고당 0.01 ∼ 60 중량% 범위로 포함될 수 있다. 콘택트렌즈용 조성물에 포함되는 아크릴 단량체의 함량이 상기 함량비 미만으로 적게 함유되거나 또는 올리고당이 상대적으로 지나치게 많은 함량비로 함유되면 가교중합하여 제조된 복합막이 너무 물러서 부서지는 문제가 있다. 반대로, 아크릴 단량체가 지나치게 많은 함량비로 함유되거나 또는 올리고당이 상기 함량비 미만으로 적게 함유되면 기공크기가 조절된 IPN 내부구조 형성이 어렵고 본 발명이 목적하는 인장강도와 습윤성이 동시에 향상된 렌즈를 제조할 수 없는 문제가 있다.
또한, 본 발명의 콘택트렌즈용 조성물은 렌즈의 습윤성을 보강할 목적으로 실리콘 화합물을 추가로 더 포함할 수 있다. 실리콘 화합물은 실리콘(Si) 원자가 포함된 탄화수소 화합물으로, 실리콘 화합물의 실리콘(Si) 원자는 하이드록시기, 탄소수 1 내지 10의 알콕시, 아미드기, 에스테르기, 실록시기 중에서 선택된 극성기로 치환 또는 비치환될 수 있다. 이러한 실리콘 화합물으로는 구체적으로 2-(트리메틸실릴옥시)에틸 메타크릴레이트, 트리스(3-메타크릴옥시프로필)실란, 3-트리스(트리메틸실록시)실릴 프로필 메타크릴레이트, 및 4-메타크릴옥시부틸 터미네이티드 폴리디메틸실록산 등을 사용할 수 있다.
아크릴 단량체, 올리고당 및 실리콘 화합물이 필수성분으로 포함되는 콘택트렌즈용 조성물에 있어서, 그 조성비는 아크릴 단량체 30 ∼ 99.98 중량%, 올리고당 0.01 ∼ 20 중량%, 및 실리콘 화합물 0.01 ∼ 50 중량% 범위로 포함될 수 있다. 바람직하기로는 아크릴 단량체 40 ∼ 94.9 중량%, 올리고당 0.1 ∼ 15 중량%, 및 실리콘 화합물 5 ∼ 45 중량% 범위로 포함될 수 있다. 이때, 콘택트렌즈용 조성물에 포함되는 실리콘 화합물의 함량이 너무 적으면 그 첨가효과를 기대할 수 없어 습윤성 보강효과를 기대할 수 없고, 너무 지나치게 많은 함량으로 포함되면 인장강도 및 습윤성이 급격히 저하됨은 물론이고 경도(hardness)가 너무 커져서 렌즈가 딱딱하고 잘 부서질 수 있는 문제가 있다. 따라서, 콘택트렌즈의 탄성률을 향상시키기 위해 첨가되는 실리콘 화합물은 적절 함량범위로 사용하여야만, 본 발명이 목적하는 인장강도 및 습윤성이 보장된 콘택트렌즈를 제조할 수 있다.
그리고, 상기한 조성물을 이용하여 콘택트렌즈를 제조하는데, 본 발명에서는 통상의 가교중합을 이용하여 복합막 형태의 콘택트렌즈를 제조한다.
즉, 상기한 조성물에 통상의 가교제 예를 들면, 아조디이소부틸로나이트릴(AIBN), 벤조일 퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(2-에틸헥사노일퍼옥시)헥산을 넣고 상온 내지 200℃ 온도에서 교반하여 가교중합시킨 후에, 0.04 ∼ 2.0 mm 두께의 막 형태로 성형하여 콘택트렌즈를 제조한다. 본 발명에서 제조하는 콘택트렌즈는 가교중합도 조절에 의해 즉, 가교중합에 의해 제조되는 중합체의 분자량 조절에 의해서도 콘택트렌즈의 습윤성을 높이는 효과를 얻을 수 있다.
상기한 가교중합으로 제조되는 콘택트렌즈는 IPN(Interpenetrating Polymer Network) 내부구조를 갖는 얇은 경화성 투명막으로 제조된다. 제조된 막의 내부구조 및 외표면에는 올리고당으로부터 유래된 친수성 반응기가 존재하고, 친수성 반응기에 의해 수분을 화학적으로 흡착하여 접촉각을 변화시키는 중요한 역할을 하 게 된다.
이상의 제조방법을 통해서 제조된 본 발명의 콘택트렌즈는 인장강도가 3 ∼ 15 kg/cm2이고, 함수율이 38 ∼ 65 %이고, 습윤각이 40 ∼ 150°, 탄성률이 0.3 ∼ 1.6 MPa 이다.
이러한 본 발명의 콘택트렌즈는 수십일 동안 연속 착용하더라도 산소투과율이 높아 산소함유량이 지속적으로 높게 유지되어 안구건조증, 각막부종 등의 안과질환을 야기시키지 않는 장점이 있다.
이와 같은 본 발명은 다음의 실시예 및 실험예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는 바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 결코 아니다.
[실시예]
비교예 1 ∼ 3 및 실시예 1 ∼ 9.
하기 표 1에 나타낸 바와 같이 콘택트렌즈 조성성분으로서 아크릴 단량체 단독 포함된 조성물(비교예 1 ∼ 3)과 아크릴 단량체에 올리고당이 포함된 조성물(실시예 1 ∼ 9)을 혼합하였다. 상기한 조성물 100 g에 가교제로서 아조디이소부틸로나이트릴 0.4 g을 넣고 교반하여 모노머 혼합액을 조제한 후 콘택트렌즈 형상으로 주형한 몰드에 모노머를 주입 열 중합하여 콘택트렌즈를 제조하였다.
비교예 4 ∼ 5 및 실시예 10 ∼ 18.
하기 표 1에 나타낸 바와 같이 콘택트렌즈 조성성분으로서 아크릴 단량체와 실리콘 화합물이 포함된 조성물(비교예 4 ∼ 5)과 아크릴 단량체, 올리고당 및 실리콘 화합물(Acrymer™-SiHy843, 유효성분명; 실리콘 아크릴레이트)이 포함된 조성물(실시예 10 ∼ 18)을 혼합하였다. 상기한 조성물 100 g에 가교제로서 아조디이소부틸로나이트릴 0.4 g을 넣고 교반하여 모노머 혼합액을 조제한 후 콘택트렌즈 형상으로 주형한 몰드에 모노머를 주입 열 중합하여 콘택트렌즈를 제조하였다.
상기 실시예 및 비교예에 따른 콘택트렌즈 조성물의 제조에 사용된 단량체의 성분명 및 약어를 간략히 정리하면 하기와 같다.
HEMA: 하이드록시에틸메타아크릴레이트
GMMA: 글리세롤모노메타아크릴레이트
MA: 메타크릴산
DMA: N,N-디메틸아크릴아마이드
NVP: N-비닐피롤리돈
실험예. 콘택트렌즈의 물성 평가
비교예 1 ∼ 5 및 상기 실시예 1 ∼ 18에서 제조된 콘택트렌즈, 그리고 상용되고 있는 콘택트렌즈 제품 각각에 대해서는 다음과 같은 방법으로 물성을 평가하였으며, 그 결과는 하기 표 1에 정리하여 나타내었다.
[물성평가방법]
1) 인장강도: JIS K7113:1995으로 측정하였다.
2) 함수율: ISO18369-4:2006으로 측정하였다.
3) 습윤각(°): DSA100를 사용하여 고정기포배열 방법으로 측정하였다.
4) 탄성률(MPa): Young's Modulus 방법으로 측정하였다.
Figure 112009024784402-pat00005
Figure 112009024784402-pat00006
상기 표 1의 결과에 의하면, 조성성분으로서 올리고당이 포함된 실시예 조성물은, 올리고당을 포함하지 않는 비교예 조성물과 비교할 때 상대적으로 인장강도 및 습윤성이 동시에 향상된 결과를 얻을 수 있었다. 즉, 아크릴 단량체와 올리고당이 포함된 콘택트렌즈(실시예 1∼9)는, 아크릴 단량체만이 포함된 콘택트렌즈(비교예 1∼3)에 비교하여 인장강도 및 습윤성이 동시에 향상되었음을 확인할 수 있다. 그리고, 아크릴 단량체, 실리콘 화합물 및 올리고당이 포함된 콘택트렌즈(실시예 10∼18) 역시, 아크릴 단량체와 실리콘 화합물이 포함된 콘택트렌즈(비교예 4∼5)에 비교하여 인장강도 및 습윤성이 동시에 향상되었음을 확인할 수 있다.
또한, 본 발명의 콘택트렌즈 조성물에 있어서 실리콘 화합물이 추가로 포함된 콘택트렌즈(실시예 10∼18)는 실리콘 화합물이 포함되지 않은 콘택트렌즈(실시예 1∼9)에 비교하여 탄성률이 다소 증가하고, 인장강도와 습윤성은 다소 낮아진 결과를 얻고 있지만, 본 발명의 목적하는 습윤성이 향상된 콘택트렌즈 재료로 이용하기에는 충분하다. 따라서, 콘택트렌즈의 적용용도에 따라서는 본 발명의 콘택트렌즈 조성물에 적정 함량 범위내에서 실리콘 화합물을 추가로 포함시켜 탄성률이 우수하면서도 인장강도와 습윤성은 기존 제품에 비해 크게 향상된 콘택트렌즈를 제조할 수도 있다.
한편, 비교예 2과 실시예 3에서 제조된 콘택트렌즈 각각에 대한 적외선 스펙트럼을 도 1과 도 2로서 각각 첨부하였다. 도 1과 도 2의 결과에 의하면, 올리고당이 필수 조성성분으로 포함된 실시예 3의 콘택트렌즈는 올리고당이 포함되지 않은 비교예 2의 콘택트렌즈에 비교하여 하이드록시기와 같은 친수성기가 다량 화학결합되어 있음을 알 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 콘택트렌즈는 아크릴 단량체와 올리고당을 필수성분으로 포함하고, 적용 용도에 따라 실리콘 화합물을 추가로 포함하는 렌즈 조성물을 가교중합하여 제조한 복합막으로, 렌즈의 외표면과 분자 내부구조에 친수성 반응기가 화학적으로 결합되어 있어 습윤성이 우수하므로 장기간 연속 착용할 경우 눈의 피로감이 현저하게 덜하며 장기적으로 착용해도 무방함을 확인할 수 있다. 또한, 본 발명의 콘택트렌즈에 치환된 친수성 반응기는 재료 합성을 위한 가교중합과정에서 화학적으로 결합되어 있음으로써, 렌즈 세척제, 관리용액, 보존액 등에서 의해서도 친수성 반응기가 쉽게 해리되지 않는 특성이 있다.
따라서, 본 발명은 현재 상용화되고 있는 실리콘 하이드로젤 렌즈를 대체할 수 있는 새로운 개념의 콘택트렌즈이다.
도 1은 비교예 2에서 제조된 콘택트렌즈의 적외선 스펙트럼이다.
도 2는 실시예 3에서 제조된 콘택트렌즈의 적외선 스펙트럼이다.

Claims (19)

  1. 삭제
  2. 삭제
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  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
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  10. 아크릴 단량체 30 ∼ 99.99 중량%와, 점도 30 ∼ 20,000 cP 범위로 조절된 올리고당 0.01 ∼ 70 중량%를 가교중합하여 제조된, 인장강도가 3 ∼ 15 kg/cm2이고, 함수율이 30 ∼ 75 %이고, 습윤각이 40 ∼ 150°이고, 탄성률이 0.3 ∼ 1.6 MPa 인 IPN(Interpenetrating Polymer Network) 내부구조를 가지는 복합막인 것을 특징으로 하는 하이드로젤 콘택트렌즈.
  11. 아크릴 단량체 30 ∼ 99.98 중량%, 점도 30 ∼ 20,000 cP 범위로 조절된 올리고당 0.01 ∼ 20 중량%, 및 실리콘 화합물 0.01 ∼ 50 중량%를 가교중합하여 제조된, 인장강도가 3 ∼ 15 kg/cm2이고, 함수율이 30 ∼ 75 %이고, 습윤각이 40 ∼ 150°이고, 탄성률이 0.3 ∼ 1.6 MPa 인 IPN(Interpenetrating Polymer Network) 내부구조를 가지는 복합막인 것을 특징으로 하는 하이드로젤 콘택트렌즈.
  12. 삭제
  13. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 아크릴 단량체는 아크릴산; 메타크릴산; 아크릴아마이드; C1-C15 포화 또는 불포화 알킬 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트; 하이드록시기가 1 내지 3개 치환된 C1-C15 하이드록시알킬 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트; 및 N,N-디(C1-C15 포화 또는 불포화 알킬)아크릴아마이드 중에서 선택된 단일 화합물 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 하이드로젤 콘택트렌즈.
  14. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 아크릴 단량체는 추가로 N-비닐피롤리돈(NVP) 및 N-메틸피롤리돈(NMP) 중에서 선택된 친수성 단량체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이드로젤 콘택트렌즈.
  15. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 올리고당은 하이드록시기(-OH), 카르복시산기(-COOH), 카르복실레이트기(-COOR, R=C1-6 알킬), 케톤기(-CO-), 알데히드기(-COH), 아미드기(-NHCO-), 알카노에이트기(RCOO-, R=C1-6 알킬), 및 하이드록시메틸기(-CH2OH) 중에서 선택된 친수성기가 치환 또는 비치환되어 있는 것을 특징으로 하는 하이드로젤 콘택트렌즈.
  16. 삭제
  17. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 올리고당은 수크로오스 올리고당, 말토오스 올리고당, 락토오스 올리고당, 글루코오스 올리고당, 글루코사민 올리고당, N-아세틸글루코사민 올리고당, 글루코피라노시드 올리고당, 글루코사미노글리칸 올리고당, 갈락투론산 올리고당, 셀로비오스 올리고당, 또는 알긴 올리고당인 것을 특징으로 하는 하이드로젤 콘택트렌즈.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 실리콘 화합물의 실리콘(Si) 원자에는 하이드록시기, 탄소수 1 내지 10의 알콕시기, 아미드기, 에스테르기, 및 실록시기 중에서 선택된 관능기가 치환 또는 비치환된 것을 특징으로 하는 하이드로젤 콘택트렌즈.
  19. 제 11 항 또는 제 18 항에 있어서,
    상기 실리콘 화합물은 2-(트리메틸실릴옥시)에틸 메타크릴레이트, 트리스(3-메타크릴옥시프로필)실란, 3-트리스(트리메틸실록시)실릴 프로필 메타크릴레이트, 및 4-메타크릴옥시부틸 터미네이티드 폴리디메틸실록산 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 하이드로젤 콘택트렌즈.
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